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畢業(yè)設計---簡易自動電阻測試儀-wenkub.com

2025-10-24 23:11 本頁面
   

【正文】 畫線描點:把待測 電位器接到測試端,按下 E畫線描點鍵,即可啟動電機,對電位器進行實時監(jiān)測測量,在此過程中,也可按下 F暫停鍵,將暫停電機運轉 ,暫停描點畫線。 本畢業(yè)設計由林老師、吳老師、郭老師、駱老師的的悉心指導,以及 劉春水、廖乃建 兩位同學的合作 完成的 ;他們認真審閱了全稿,一起通宵 熬夜 ,幫忙編寫程序、提供電路圖、檢查故障、實物安裝等提出了寶貴的意見,對此,我表示衷心的感謝。 在制作作品的過程中無論是硬件還是軟件都會遇到一定的問題, 吳老師提供電路圖, 我們 隊員 負責的是硬件的制作,而軟件 部分 則由林老師幫忙負責編寫。 故障分析 軟件部分只要我們測得的電阻值與 AD 值 準確,以及輸入時的正確,就沒 什么錯誤,若出現(xiàn)了錯誤只要稍微的改正即可。而進入按鍵控制中;如圖 13 首先進行按鍵初始化,并且掃描按鍵并讀取鍵值,然后進行按鍵的德判別,看是否在 0到 9之間,若是,則顯示數(shù)字值,然后退出;若不是,則進入功能值選擇,并且進一步判斷是否大于功能值,若是則退出,若不是,則進入執(zhí)行相應的功能,然后退出。 10 R110KR210KR3100 KR4100 K231X1T L 43 1R71K+ 5VR520k+ 5V 5VC1104C5104C 1022u FC 1122u FV O 112348 L M 2AL M 35325S 1BR E L A Y25S 1BR E L A Y 圖 9 1K、 10K檔工作原理圖 電機驅動模塊原理分析 如圖 6所示, 在步進電機驅動模塊中,采用了帶 光耦隔離,抗干擾能力強 的 TLP521作為隔離電流保護芯片,其中 L297 的 17 腳通過給高低電平來控制步進電機的正反轉,而 18腳為步進時鐘輸入端,控制每個步數(shù)的時間增量, 19 腳 步進電機的半步或者整步的選擇, 10 腳為使能控制端,來控制電機的啟停,而經過 內部 包 含 4 信 道邏輯 驅 動 電 路、高壓、大電流雙 H 橋 式驅動器 L298 來控制電機的正反轉 (如圖 10) 。 + 5VR620K12348N 2AL M 35 3+ 5V 5VV O 3R 11510Q190 1 4 K5D1D I O D ER 12100Q4P 10+ 5VT L 43 1R E S 圖 7 100Ω檔工作原理 圖 9 10MΩ 檔工作原理分析 如圖 8 所示 , TL431 一腳產生 電壓 , 而待測電阻 Rx 經過 R35 和 R36 分壓后,得到的一個分壓值經過繼電器的吸合通過跟隨器 LM353,由跟隨器的 7腳輸 VO2 至單片機進行 A/D轉換。但一旦 R11電壓升高, TL431 就會動作而使它的陰陽極的電流大幅增加(分流三極管的偏流電流),最終結果是使 R11 的電壓回到 為止。故采用此方案。 方案 2:用 ZLG7290 鍵盤顯示電路顯示。 GND600R8600R91RR7Q295401TLC22722TLC2272GNDQ1540儀表放大GND+12V1RR6接 DA接儀表放大圖( 4 ) 圖 4 TLC2272 恒流源電路 方案 3: LM353 與 TL431 組成的恒流源如圖 5兩者的配合互補了相對的缺陷, I=U/Rx且不需要穩(wěn)壓管,相對方案 3而言經濟效益較高,調試和穩(wěn)定性優(yōu)于以上一系列方案。 在采樣測量模塊方案選擇中,我們有 4個備選方案,具體如下: 方案 1: 用一個運放作為反饋,同時使用場效應管避免三極管的 be 電流導致的誤差。 方案 2:采用 STC 公司的 12C5A60S2 單片機作為主控制器。 圖 2 系統(tǒng)結構框圖 5 方案論證 為較好的實現(xiàn)各模塊的功能,我們分別設計了幾種方案并分別進行了論證 。( 5%讀數(shù)+ 2 字) ,全程測量時間不 大于 10 秒 ,測量點不少于 15 點。 ( 3) 100Ω 、 1kΩ 、 10kΩ 三檔量程具有自動量程轉換功能。 設計要求 1.基本功能 ( 1)測量量程為 100Ω 、 1kΩ 、 10kΩ 、 10MΩ 四檔。待測電阻 Rx經 LM35 TL431搭建的測量電路由單 片機控制繼電器量程調整,再經轉換送回單片機,單片機進行數(shù)據(jù)采集 分析后可在 LCD12864液晶上顯示相應數(shù)字和單位, 該測量儀測量 量程為100Ω 、 1kΩ 、 10kΩ 、 10MΩ 四檔 。 具有自動電阻篩選功能, 即在進行電阻篩選測量時,用戶通過鍵盤輸入要求的電阻值和篩選的誤差值;測量時,儀器能在顯示被測電阻阻值的同時,給出該電阻是否符合篩 選要求的指示。測量準確度為177。 2.發(fā)揮部分 ( 1)具有自動電阻篩選功能。輔助裝置連接的示意圖如圖 1 所示。 在控制模塊選擇上,我們有以下幾種方案,具體如下: 方案 1:采用可編程邏輯器件 CPLD 作為控制器。 STC12C5A60S2 是一個低功耗,高性能的 51 內核的 CMOS 8 位單片機,片內含 8k 空間的可反復擦 1000 次的 Flash只讀存儲器,具有 256 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器( RAM), 32 個 IO 口, 2個 16 位可編程定時計數(shù)器。典型 運放恒流源如圖 2所示, 本方案 電流不 是 特別精確,其中的場效應管也可以用三極管代替。綜合以上分析,故我們選擇了方案 3。由于 ZLG7290 鍵盤顯示電路有兩個四位數(shù)碼管顯示,但是按鍵顯示不夠穩(wěn)定,程序設計較繁瑣,因此我們放棄了此方案。 電機 轉動過程中需要精密測出相應轉過的角度,這就要求電機的靈敏度高,受 慣性的影響較小,所以直流電機不滿足要求。因為三極管的基極偏流電流大小是很小的,它的微小變化就會帶來其發(fā)射極電流的大變化,所以基極電流的變化對恒流大小的變化可以忽略不計的。 而并聯(lián)在繼電器上的二極管起到了保護作用, 一般繼電器線圈匝數(shù)較多,在釋放瞬間會產生一個較高電壓的感應電動勢,這個電動勢對驅動三極管有威脅,并聯(lián)在線圈兩端的二極管就是短路這個感應電動勢的,避免擊穿驅動管 。其中圖 6 上的 8個二極管起著續(xù)流保護的作用 。 初 始 化A D 初 始 化時 鐘 初 始 化液 晶 初 始 化模 式 初 始 化步 進 電 機 初 始 化結 束開 始 圖 12 各初始化模塊流程圖 圖 13 按鍵程序流程圖 按鍵掃描按鍵并讀取鍵值鍵值是否屬于 0 ~ 9數(shù)字值功能值是否大于功能上限值是否是否 執(zhí)行相應功能開始退出 13 自動量程切換過程中,如圖 14所示首先程序進 入自動切換模式,在初始化后,先對10MΩ 的 AD值讀取、判定,若 AD 值比最小值小,則切換到 10KΩ 檔位,若否,則確認存儲量程并刷新顯示, 10KΩ 、 1kΩ 、 100Ω 亦進行判斷,最終程序結束。因此根據(jù)這種方案設計的自動電阻測量儀的主要故障出現(xiàn)在硬件部分,硬件的原理的設計、元件本身的誤差、輸出電壓值的是否符合單片機的要求、制板的工藝等等,都是很難修正的,所以在這過程中,我們不斷的在改正這些硬件上的問題,以達到最大的準確值以及精確度。在這過程中,我學會了如何獨立解決問題,如何和隊員分配任務,只有這樣才能對問題有更深的了解 。 7 參考文獻 寇戈 . 模擬電路與數(shù)字電路 . 電子工業(yè)出版社 . 2020 年 07 月 周紹敏.電工基礎 .高等教育出版社. 2020 年 5月 梁潔婷.單片機原理與運用. 電子工業(yè)出版社 . 2020 年 07月 劉金華.單片機實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集 [J].自動化技術與應用. 2020 年第 28 卷 第11 期 8
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